激光切割加工技術(shù)的研究與應(yīng)用
佛山激光切割加工是激光加工行業(yè)中最重要的一項應(yīng)用技術(shù),也是激光加工中應(yīng)用最早、使用最多的加工方法。它占整個激光加工業(yè)的70%以上。本文主要介紹激光切割原理,激光切割的特點,材料激光切割的主要影響因素分析,激光切割的主要工藝技術(shù)的發(fā)展和分析。目前激光切割主要是CO2激光切割,本文還介紹CO2激光切割的主要原理,以及CO2激光切割的加工特點,CO2激光切割的國內(nèi)外各領(lǐng)域的的應(yīng)用介紹。常用工程材料的激光切割介紹與分析。激光切割技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與展望,并根據(jù)其國內(nèi)國外的發(fā)展現(xiàn)狀,指出了激光切割技術(shù)未來的發(fā)展趨勢。
激光切割加工原理:
激光束聚焦成很小的光點其最小直徑可小于 0.1mm),使焦點處達(dá)到很高的功率密度可超過106W/cm2)。這時光束輸入(由光能轉(zhuǎn)換)的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過被材料反射、傳導(dǎo)或擴(kuò)散部分,材料很快加熱至汽化濕度,蒸發(fā)形成孔洞。隨著光束與材料相對線性移動,使孔洞連續(xù)形成寬度很窄(如0.1mm左右)的切縫,再用高壓氣體將熔化或氣化物質(zhì)從切縫中吹走,達(dá)到切割材料的效果。由于是用不可見的光束代替了傳統(tǒng)的機(jī)械刀,激光刀頭的機(jī)械部分與工作無接觸,在工作中不會對工作表面造成劃傷;激光切割速度快,切口光滑平整,一般無需后續(xù)加工;切割熱影響區(qū)小,板材變形小,切縫窄(0.1mm~0.3mm);切口沒有機(jī)械應(yīng)力,無剪切毛刺;加工精度高,重復(fù)性好,不損傷材料表面;數(shù)控編程,可加工任意的平面圖,可以對幅面很大的整板切割,無需開模具,經(jīng)濟(jì)省時。
影響激光切割質(zhì)量的因素
影響激光切割加工質(zhì)量的因素很多,激光切割加工的一個重要優(yōu)點在于可以對過程中的主要因素實施高度控制,使切割出的工件充分滿足客戶的要求,并且重復(fù)性很好。這些主要因素由切割速度、焦點位置、輔助氣體壓力、激光輸出功率等工藝參數(shù)構(gòu)成。除了以上4個最重要的變量以外,可能對切割質(zhì)量產(chǎn)生影響的因素還包括光束參數(shù)(模式和功率、激光束的偏振、激光束的聚焦、脈沖波光束)和工件特性(材料表面反射率、材料表面狀態(tài)),以及割炬和噴嘴、外光路系統(tǒng)、工件固定等其他因素。可以通過改變工件特性來提高切割質(zhì)量。鋼材表面溫度過高和銹蝕都能影響切割質(zhì)量。一般要求鋼板溫度要低,可以通過調(diào)整切割順序來降低鋼板表面溫度,要求一個位置割完后,調(diào)到較遠(yuǎn)的位置進(jìn)行切割,在調(diào)整過程中,要綜合考慮切割質(zhì)量和切割效率問題:也可以通過在切割處使用水冷卻來降低鋼板溫度。鋼板表面銹蝕嚴(yán)重,嚴(yán)重影響切割質(zhì)量,導(dǎo)致切割豁口大,切割孔時,廢料清除不掉,增加后續(xù)處理成本。